▲陆地生态系统对于吸收人为的二氧化碳排放非常重要
陆地生态系统平均可吸收30%的人为二氧化碳排放，从而延缓大气中二氧化碳浓度的增加。但是植物需要水才能生长。当干旱发生，土壤干涸时，植物会减少光合作用，以节约用水和保护自身组织。因此，它们不再能够从周围的空气中捕获二氧化碳，导致更多的二氧化碳将留在空气中。虽然这种效应在实验室中很容易观察到，但测量它对整个地球的影响却相当困难。最大的难题之一是衡量全球干旱发生的地点和频率。
8月29日发表在《自然》杂志的一项新的研究中，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）土地气候动力学教授Sonia Seneviratne实验室的气候研究员Vincent Humphrey利用新型卫星技术，测量了生态系统对水资源压力的全球敏感性。
植物通常可以利用根获取土壤深处的水。然而，传统的卫星只能看到地表的情况，无法测量地下有多少水可用。近年来，一种新型的卫星系统被用来测量地球重力场中极小的变化。研究发现，重力场的一些微小变化是由储水量的变化引起的。当某区域发生重大干旱时，水量较少，该区域的重力会变弱。这种波动很小，人类根本无法察觉。但是通过卫星测量，科学家们可以估计出地球上任何地方的储水量变化，精度可达4厘米。
Vincent Humphrey和他的同事们利用这些卫星观测数据，量化了干旱对光合作用和生态系统呼吸的总体影响。他们比较了全球各大洲的总水质量与大气中二氧化碳增加量的年比变化后发现，在干旱的年份，比如2015年，自然生态系统从大气中吸收的碳比正常年份少30%左右。相反，在2011年，由于空气潮湿，植被健康，二氧化碳浓度的增长速度要慢得多。这些结果能帮助我们理解为什么尽管人类活动产生的二氧化碳排放量相对稳定，但是大气中二氧化碳的增长每年都会有很大的变化。
另外，为了精确评估气候政策的影响，研究人员必须首先建立植被模型，以量化和预测每年自然生态系统带来的扰动。“多亏了我们的研究成果，我们现在可以证明干旱的影响比之前通过植被模型估计的更严重。”Sonia Seneviratne强调说。最终，这些观察结果将集成到下一代模型中。它们能提高追踪二氧化碳排放的能力，并验证排放是否符合国际气候协议标准。
编译：Coke 审稿：阿淼
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